بررسی رفتارشبکه¬ای‌شدن نانوچندسازه های برپایه اپوکسی حاوی ‏نانوذره های سیلیکا اصلاح‌شده با گروه های پرشاخه آمین

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران.‏

2 استاد تمام گروه شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران.‏

3 استاد تمام گروه رزین و افزودنی‌ها، پژوهشگاه رنگ، تهران، ایران.‏

doi
چکیده

این مطالعه به بررسی تاثیر افزایش نانوذره­های سیلیکای عامل‌دارشده بر رفتار پخت نانوچندسازه‌های اپوکسی می‌پردازد. نانوسیلیکا ابتدا با روش استوبر تهیه، و سپس از راه پیوند گروه­های هیدروکسیل سطح به سیلان، اصلاح شد. در ادامه آزمایش­ها، گلوتاردی­آلدهید به گروه­های سیلان سطح نانوذره­های اصلاح­شده متصل شد. در مرحله بعدی گروه­های عاملی پلی­اتیلن‌ایمین پرشاخه به سطح نانوذره­ها متصل شد. نانوذره­های به­دست‌آمده با میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مشخصه­یابی و پیوند گروه­های عاملی با سطح با طیف­سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) و نیز تجزیه وزن‌سنجی گرمایی (TGA) بررسی شد. نتیجه­ها نشان­دهنده اصلاح موفقیت­آمیز سطح نانوذره­ها و نیز تولید نانوذره­های سیلیکا با ابعاد حدود 50 و 70 نانومتر در حالت خالص و اصلاح‌­شده بوده است. همچنین، افزایش قابل‌توجهی در گرمای واکنش پخت با افزودن نانوسیلیکا اصلاح‌شده با پلی­اتیلن­ایمین مشاهده شد که نشان داد گروه­های آمین و هیدروکسیل در سیلیکای اصلاح‌شده، به­صورت موثر در واکنش پخت شرکت کرده و موجب آسانی پخت اپوکسی/آمین شدند. افزودن 1 / 0 درصد وزنی نانوسیلیکا خالص و اصلاح­ سطح­شده، موجب افزایش دمای انتقال شیشه­ای اپوکسی شد. این افزایش برای سامانه اپوکسی حاوی نانوذره­های سیلیکا اصلاح­شده با پلی­اتیلن‌ایمین (PEI) از 82 به 7 / 84 درجه سلسیوس بوده است. این مطالعه نشان می‌دهد که نانوذره­های سیلیکا اصلاح‌شده می‌توانند بهبود قابل‌توجهی در ویژگی گرمایی و مکانیکی نانوچندسازه‌های اپوکسی ارائه دهند. این یافته‌ها بهبود فرایندهای پخت و افزایش کارایی مواد نانوچندسازه‌ای را نشان می‌دهند.